Wenn Sie Wasser mit AlCl3 versetzen, warum sinkt der pH-Wert?

Eine klarere Reaktion Zusätzlich zu Berry Holmes „Antwort :

$$ \ ce {AlCl3 + 4H2O < = > [Al (OH) 4] – + 3Cl- + 4H +} $$

Der Grund dafür ist die Lewis-Säure von $ \ ce {Al ^ 3 +} $ sowie die höhere Affinität für $ \ ce {OH -} $ -Ionen im Vergleich zu $ \ ce {Cl -} $.

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• Das Dissoziationsgleichgewicht des Komplexes wird ‚ hier nicht so weit kommen, denken Sie daran, dass ‚ saure Lösung Daniel ist ‚ Die Antwort stimmt.
• Hallo Tillyboy, danke für Ihre Antwort! Im Moment habe ich zwei Antworten und bin mir nicht sicher, ob sie in Konflikt stehen Sie klären damit den folgenden Gedanken: Bildet Aluminium direkt den Al (OH) 4 -Komplex oder bildet es zuerst Al (H2O) 4, das dann das H + freisetzt, um A zu bilden l (H2O) 3 (OH) und so weiter, bis 4 Protonen freigesetzt werden? Nochmals vielen Dank.
• @Mithoron: Nun, das ist die allgemeine Gleichung der vollständigen Reaktion. Natürlich besteht diese Reaktion aus vielen einzelnen Schritten mit einer eigenen Gleichgewichtskonstante. Sie könnten durch thermodynamische Berechnungen feststellen, wo die Gleichgewichte der einzelnen Reaktionen der Bestandteile liegen, obwohl ich viel zu faul bin, um diese Berechnungen durchzuführen: P (Nach zweimaligem erneuten Lesen der Frage, wo heißt es, dass die Lösung sauer ist? )
• @KT Ich bin mir über den Mechanismus hier nicht ganz sicher, aber meine beste Vermutung ist tatsächlich, dass es sich um eine Mischung aus beiden handelt: Die Hydroxylionen von dissoziierten $ \ ce {H2O} $ -Molekülen binden sich an das Aluminium und verschieben das Gleichgewicht der Autodissoziation. während andere Wassermoleküle an das Aluminium binden und ihre Protonen allmählich wegwerfen. Beachten Sie jedoch, dass die obige Gleichung eine Gleichung ist, die viele Reaktionen zusammenfasst, aber ‚ keine Informationen über den Gleichgewichtszustand liefert. Am Ende bleibt eine Lösung von $ \ ce {[Al (H2O) 4] ^ {3 +}} $, $ \ ce {[Al (H2O) 3OH] ^ {2 +}} $ übrig li>
• $ \ ce {[Al (H 2 O) 2 (OH) 2] ^ +} $, $ \ ce {[Al (H 2 O) (OH) 3]} $ und $ \ ce {[Al (OH ) 4] -} $ sowie Ihre $ \ ce {Cl -} $, $ \ ce {H +} $ Ionen.

Wenn Sie $ \ ce {AlCl3} $ zu Wasser hinzufügen, findet eine Reaktion statt:

$$ \ ce {AlCl3 + H2O < = > Al (OH) 3 + HCl} $$

Aber warte, jetzt habe ich eine Säure, dh Salzsäure ($ \ ce {HCl} $) und wahrscheinlich eine Basis ($ \ ce {Al (OH) 3} $). Nah genug, aber $ \ ce {Al (OH) 3} $ ist tatsächlich amphoter in der Natur, was bedeutet, dass es sich sowohl als Säure als auch als Base verhalten kann.

Betrachten Sie es als ein Tennismatch, auf der einen Seite haben Sie einen starken Spieler (Novak Djokovic, Roger Federer oder Rafael Nadal – Sie nennen es) und auf der anderen Seite haben Sie einen Teenager, der Tennis seit einem Monat kaum kennt. Sicher wird der starke Spieler gewinnen. Aber welcher der beiden ist der starke Spieler in unser Fall?

Wenn Sie davon ausgehen, dass es sich um $ \ ce {HCl} $ handelt, gebe ich Ihnen Punkte. Ich denke, $ \ ce {Al (OH) 3} $ ist zweideutig , es weiß nicht genau, ob es als Säure oder Base wirken wird.$ \ ce {HCl} $ hingegen weiß , dass es sich um eine starke Säure handelt. $ \ ce {HCl} $ gewinnt das Spiel, wodurch die Lösung sauer wird und der pH-Wert sinkt.

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• Hallo Berry, danke für Ihren Spaß zu lesen und pädagogische Antwort! Tatsächlich war mein Denkprozess ähnlich (obwohl ich dies im Beitrag nicht angegeben habe): Durch Zugabe von AlCl3 zu Wasser entsteht HCl, eine Säure. Da es sich jedoch um eine starke Säure handelt, wird sie in Lösung vollständig dissoziiert, sodass ich ‚ nicht verstehe, warum das Vorhandensein von Cl den pH-Wert beeinflusst. Mit anderen Worten, vor der Zugabe von AlCl 3 gab es eine bestimmte Anzahl von H + -Ionen, und nachdem noch diese vielen Ionen übrig waren. Warum ändert sich der pH-Wert?
• @berryholmes In der Tat eine großartige Antwort, jeder Journalverweis auf dieses Verhalten von AlCl3? Was ‚ ist Ihre Meinung zu LaCl3 in Wasser (aq) und seinem pH-Wert? Können Sie den pH-Wert von LaCl3 in Wasser und den pKa von La (OH) 3 kommentieren? Weil LaCl3 (aq) schnell La (OH) 3 wahrnimmt.

Zunächst $ \ ce {Al ^ 3 +} $ wird sich aufgrund der Natur dieses Salzes von $ \ ce {Cl ^ -} $ in Wasser trennen (weiß nicht warum, die anderen Antworten haben dies meiner Meinung nach aufgenommen).

Weil sich in Wasser das $ \ ce {Al ^ 3 +} $ -Ion mit $ \ ce {H2O} $ -Molekülen umgibt, wobei die teilweise positiv geladenen H-Atome in Richtung $ \ ce {Al gedreht sind ^ 3 +} $.

Mit genügend elektrischer Kraft, die alle $ \ ce {H2O} $ -Atome hineinzieht, werden so viele H2O-Moleküle das $ \ ce {Al ^ 3 +} $ umgeben. alles wird durch die positive Ladung hineingezogen, dass die Moleküle zu nahe beieinander liegen und schließlich eines der $ \ ce {H ^ +} $ -Ionen aus diesem „$ \ ce {H2O} $ -Kreis“ herausgepeitscht wird.

Also wird $ \ ce {[Al (H2O) 6] ^ 3 +} $ zu $ \ ce {[Al (H2O) 5 (OH)] ^ 2 +} $ + $ \ ce {H ^ +} $

Nicht alle $ \ ce {[Al (H2O) 6] ^ 3 +} $ führen diese Aktion aus, und daher ist sie wie alle Metall-Aquokomplexe eine schwache Säure. Zum Beispiel funktioniert es auch mit $ \ ce {Fe ^ 3 +} $.

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• Hallo, danke für Ihre Antwort. Ich habe jedoch einige Fragen: 1) Wie verändert Al, das mit H2O-Liganden einen Komplex bildet, den pH-Wert? 2) Ich verstehe ‚ nicht, was Sie unter “ Metalle sind alle schwache Säuren „. Vielen Dank für Ihre Antwort. Mein Wissen entspricht in etwa auch der Sekundarstufe.
• @ K.T. 1) weil das Al3 + von so vielen H2O-Molekülen umgeben ist, die alle von der positiven Ladung angezogen werden, dass die Moleküle zu nahe beieinander liegen und schließlich eines der H + -Ionen herausgepeitscht wird (wird dieses Bit in bearbeiten) 2) alles Positive Metallionen sind schwache Säuren, ‚ ist nur eine Tatsache und ‚ eine Erklärung für die “ manchmal “ vor den Klammern setzen.
• @airhuff ty für die Bearbeitung, Port ‚ Ich habe keine Ahnung, wie man tiefgestellt und hochgestellt arbeitet.
• Kein Problem. Unter this finden Sie eine Diskussion / ein Tutorial zur Verwendung der MathJax-Formatierung für chemische und mathematische Gleichungen und dergleichen. Es ‚ ist eine ziemlich kleine Lernkurve;)
• “ don ‚ Ich weiß nicht warum, die anderen Antworten haben dies enthalten. Ich glaube, “ Antworten Sie basierend auf anderen Antworten auf die Frage? Hier erfahren Sie, warum sich Ionen teilen: en.m.wikipedia.org/wiki/Dissociation_(chemistry)